JP2005352775A - Holder for object to be tested, and testing device provided therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被試験体の保持具およびそれを備えた試験装置に関し、特に被試験体に加速度を付与して被試験体の諸特性を調査する時に好適な保持具および試験装置に係わる。 The present invention relates to a holder for a test object and a test apparatus including the same, and more particularly to a holder and a test apparatus suitable for investigating various characteristics of a test object by applying acceleration to the test object.
本発明の背景技術について加速度センサの試験を例に説明する。
遠心式で加速度を付加して加速度センサを試験する装置として、回転体の外周部に加速度センサを取り付け、水平面で回転体を回転させて加速度センサに遠心加速度を与え、このときのその出力特性を測定したり、検定したりするものが知られている。
The background art of the present invention will be described by taking an acceleration sensor test as an example.
As an apparatus for testing acceleration sensors by adding acceleration with a centrifugal method, an acceleration sensor is attached to the outer periphery of a rotating body, and the rotating body is rotated on a horizontal plane to give centrifugal acceleration to the acceleration sensor. What is measured or tested is known.
そのような試験装置において、付与する遠心加速度の精度の向上やノイズの低減を目的としたものとして、例えば特許文献1に示す試験装置がある。この試験装置は、回転体をブラシレスモータで回転させてモーターブラシの摺動ノイズを低減している。また、ベルトやギアボックスを介さずに回転体を直接駆動し、さらに回転体の回転支持にエアベアリングを用いることで不要な振動が回転体に伝わることを低減している。ブラシレスモータは、その回転数を測定してエンコードするエンコーダの出力信号と基準となるパルスジェネレータのパルスの位相を比較し、その位相差に応じて所定の回転数になるように速度を制御している。信号の伝送系には、ノイズの影響を受け難くするために、加速度センサの出力信号をデジタル信号に変換するために回転体に配置されたマルチプレクサとコントローラ等と、出力信号を非接触で伝送するための電気的回転継手である回転トランスとが配されている。回転するマルチプレクサやコントローラ等に外部電源から電力を供給するためにも回転トランスを用いている。
In such a test apparatus, there is a test apparatus disclosed in
一方、加速度センサの各検出軸(X軸、Y軸、Z軸)方向に加速度を付与するための保持具として、例えば特許文献2に示すものがある。この保持具は六面体をなしており、その各面に対して各検出軸が所定の位置関係となるように加速度センサを固定し、加速度センサの各検出軸と付与する加速度の方向とが合致するように向きを90°ずつ変えながら測定するものである。
しかし、特許文献1の試験装置では、出力信号や電力を伝送する回転トランスが回転中に発熱し、装置を加熱する。その結果、例えば加速度センサに温度依存性のある場合には試験の信頼性が低下するという問題が生じる。この問題は、個々の加速度センサの温度を測定して出力データを補正するとか、温度変化を生じないように試験装置に冷却手段を組み込めば解決するが、試験装置が複雑になりコストが高くなるという問題を招く。また、この試験装置に加速度センサを配置する際には加速度センサの検出軸を付与する加速度の方向に合わせる位置合わせが必要であるが、特許文献1にはこの点について開示されていない。
However, in the test apparatus of
一方、特許文献2には加速度センサの出力信号を伝送する手段が記されていない。
On the other hand,
この発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、特性に関する信号が出力される被試験体に所定の物理量が作用したときの少なくとも1の軸に関する該被試験体の特性について試験する試験装置に採用される保持具において、被試験体の特性の測定精度を向上できると共に試験装置を比較的単純に構成可能な保持具およびその保持具を備えた試験装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to determine the characteristics of the DUT with respect to at least one axis when a predetermined physical quantity acts on the DUT to which a signal relating to the characteristics is output. By providing a holder that can improve the measurement accuracy of the characteristics of the object to be tested and that can be configured in a relatively simple manner, and a test apparatus that includes the holder, in the holder used in the test apparatus to be tested. is there.
本発明の一実施態様は、上記した保持具であって、被試験体の少なくとも1の軸に対して所定の位置関係に形成された平面と、被試験体の出力信号を電波に変換して該電波を伝送する受発信器の発信器に接続されて信号を該発信器へ伝送する接続部材とを有する保持具である。所定の位置関係に形成する平面を利用して保持具の位置合わせを行なう。また、回転中に被試験体の出力信号を採取するため、保持具の発信器への接続部材で被試験体の出力信号を発信器へと伝送し、発信器から受信器へと無線で伝送する。 One embodiment of the present invention is the holder described above, wherein a plane formed in a predetermined positional relationship with respect to at least one axis of the device under test and an output signal of the device under test are converted into radio waves. And a connecting member that is connected to a transmitter of a transmitter / receiver that transmits the radio wave and transmits a signal to the transmitter. The holder is aligned using a plane formed in a predetermined positional relationship. Also, in order to collect the output signal of the device under test during rotation, the output signal of the device under test is transmitted to the transmitter by the connecting member to the transmitter of the holder, and transmitted wirelessly from the transmitter to the receiver. To do.
前記軸は少なくとも2であっても良い。被試験体の検出軸が2の場合に、各々の検出軸に対して付与する加速度の方向を合わせることができるように保持具の平面を形成しておくことで位置合わせを簡易に行なうことができる。 The axis may be at least 2. When the detection axis of the DUT is 2, alignment can be easily performed by forming a plane of the holder so that the direction of acceleration applied to each detection axis can be aligned. it can.
さらに、前記軸は3であり、互いに直交していても良い。被試験体の検出軸が3の場合に、各々の検出軸に対して付与する加速度の方向を合わせることができるように保持具の平面を形成しておくことで正確に位置合わせする。 Furthermore, the said axis | shaft is 3 and may mutually orthogonally cross. When the detection axis of the DUT is 3, the positioning is accurately performed by forming a plane of the holder so that the direction of acceleration applied to each detection axis can be matched.
さらに加えて、前記保持具は直方体状であることが望ましい。被試験体の検出軸が3の場合、各軸に平行な平面を2面ずつ、被試験体の検出軸の交点を中心にして形成することで正確に位置合わせする。 In addition, it is desirable that the holder has a rectangular parallelepiped shape. When the detection axis of the test object is 3, two planes parallel to each axis are formed centering on the intersection of the detection axes of the test object, so that the alignment is accurately performed.
さらにまた加えて、前記被試験体は加速度センサであって良い。被試験体を加速度センサにすることにより、付与している遠心加速度を試験中に測定する。 In addition, the device under test may be an acceleration sensor. By making the device under test an acceleration sensor, the applied centrifugal acceleration is measured during the test.
本発明の一実施様態は、遠心加速度を付加して被試験体の特性を評価する試験装置であって、回転軸を備え、前記被試験体が回転軸の軸心から偏心した位置に取り付けられる回転体と、上記した態様の保持具と、前記回転体を回転させる駆動手段と、前記被試験体の出力信号を電波に変換し送信する発信器と、前記回転体外に設置され前記電波を受信する受信器とを備える試験装置である。この装置により、請求項1乃至5に記載の保持具を用いて被試験体の少なくとも1の検出軸に所定の加速度が付与された状態の諸特性を測定する。
One embodiment of the present invention is a test apparatus that evaluates the characteristics of a device under test by adding centrifugal acceleration, and includes a rotating shaft, and the device under test is attached at a position eccentric from the axis of the rotating shaft. A rotating body, a holder having the above-described mode, a driving unit that rotates the rotating body, a transmitter that converts an output signal of the device under test into a radio wave, and a transmitter that is installed outside the rotating body and receives the radio wave A test apparatus. With this apparatus, various characteristics in a state where a predetermined acceleration is applied to at least one detection axis of the test object are measured using the holder according to any one of
上記本発明の実施形態によれば、物理量が作用した場合の被試験体の1の軸に関する特性を試験するにあたり、被試験体を保持する保持具は前記軸に対して所定の位置関係にある平面を有しているので、その平面により軸の方向を容易に合わせることが可能となるとともに、被試験体から出力される信号を無線で伝送するため、例えば特許文献1に記載された回転トランスを用いた場合に比べて発熱が小さく、試験装置に与える熱の影響を抑制ことができ、温度変化により出力が影響を受け易い被試験体の測定環境を良好な状態に維持することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, when testing the characteristics of the DUT with respect to one axis when a physical quantity is applied, the holder for holding the DUT has a predetermined positional relationship with the axis. Since it has a plane, the direction of the axis can be easily adjusted by the plane, and the signal output from the device under test is transmitted wirelessly. For example, a rotary transformer described in
本発明について、その実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る試験装置の一実施例の概略構成を説明する斜視図である。図2は、図1の試験装置をフレームに組込んだ状態を一部破断して説明する断面図である。図3は、図1の保持具の概略構造を説明する斜視図である。図4は、図3の保持具におけるケーブルの取り回しを説明図する図である。図5は、図3の保持具の下ホルダーの裏面を示す斜視図である。図6は、図1の試験装置における試験方法を説明する図である。図7は、図1の試験装置で試験をした結果の一例を示す図である。
The present invention will be described based on the embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view for explaining a schematic configuration of an embodiment of a test apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the test apparatus of FIG. FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic structure of the holder of FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining cable routing in the holder of FIG. 3. FIG. 5 is a perspective view showing the back surface of the lower holder of the holder of FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a test method in the test apparatus of FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a result of testing with the test apparatus of FIG.
まず、本発明の一様態の保持具を用いて遠心式で加速度を加速度センサに付与してその特性を試験する試験装置について図1に基づいて説明する。 First, a test apparatus that applies a centrifugal acceleration to an acceleration sensor and tests its characteristics using a holder according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
試験装置2は、回転して遠心加速度を発生する回転体221を備えた回転部22と、回転体221に取り付けられ加速度センサを保持する保持具1と保持具1の内に装着された加速度センサの出力信号を増幅して電波に変換する送信部21と、送信部21からの電波を受信する受信部23と、受信部23からの信号を受け取りデータ収集や整理、保存などをするデータ処理部24と、回転部22に運転信号を与えるコントローラ25とを備えている。
The
回転部22は、回転体221及び回転軸223、モータ224、電源である電池225、電池225を保持するホルダー226を有している。モータ224は、回転軸223を介してその上部にある回転体221と連結している。ホルダー226は、ホルダー226に付与される加速度をできるだけ抑制し、振動の発生を防止するために回転部22の回転中心の近傍に配置する。複数の電池が必要な場合は、回転軸223の軸心に複数の電池225の重心を合わせるように配置する。電池225を保持するホルダー226は送信部21と電気配線で接続する。保持具1は立方体をしており、その中央に加速度センサの中央が一致するように加速度センサを配しており、加速度センサの姿勢を保持する。
The rotating
保持具1は、回転体221の装着穴222に収納される。装着穴222は保持具1が回転中に動かないように保持具1の形状に合わせ、できるだけ保持具1の大きさに近い大きさにする。装着穴222は、保持具1を収納できるように立方体状であり、その中心軸の一つは付与する加速度の方向と一致しており、保持具1が保持した加速度センサに遠心加速度が付加されるように回転軸223の回転中心に対して偏心した位置に配置されている。モータ224としては、摺動ノイズを低減するためブラシレスモータを用いると良い。モータ224は、出力信号をモータの回転数制御に用いるためエンコーダを備えている。
The
送信部21は、支持部材211及び送信基板212、ソケット213を有している。振動防止のためには、電波を伝送するアンテナを支持部材211にパターン印刷で形成しておくことが望ましい。支持部材211には、送信基板212及び保持具1を接続するソケット213、上述のホルダー226を電気的に接続させるために電気回路が形成されている。送信部21は、加わる遠心力を最小にして振動の発生を抑えるため、重心が回転部22の回転中心に一致するように配置する。
The
回転体221と離れて設置された受信部23は、アンテナ231及び受信基板232、支持部材233を有している。アンテナ231は、送信部21から送信された電波を効率良く受信するために送信部21のできるだけ直上に設置する。
The receiving unit 23 installed away from the
データ処理部24は、加速度センサの出力信号と、モータ224の回転数のデータを得るために受信部23とコントローラ25に接続されている。
The
図2に示すように、保持具1及び送信部21、回転部22、コントローラ25はフレーム3に収納する。送信部21及びホルダー226などは、回転体221の中心部に図5のように縦に配置すると省スペース化できて良い。この場合、送信部21を最上部に配置すれば送信部21とアンテナ231の間には障害物がなくなるので電波の受信感度を確保できてよい。
As shown in FIG. 2, the
回転部22は、万が一送信部21の送信基板212とその支持部材211が回転中に分離した場合などに備え、例えば開閉ドア31とチャンバ32で形成したカバーで覆っておく。
The rotating
また、図2のように回転部22及び送信部21などを縦に配置する場合には、モータ224やコントローラ25が発生する熱が上部の加速度センサや送信基板212に伝わるのを避けるため、保持具1及び送信基板212の周囲にチャンバ32を設けると良い。さらに、モータ224やコントローラ25の熱がフレーム3内に篭らないように、通気口34やファンを設けて積極的に熱を外に換気するとなお良い。
In addition, when the rotating
コントローラ25は、発生するノイズが電波に及ぼす影響を避けるため、電磁シールドボックス33等に収納して装置内に配置する。
The
上記保持具1についてさらに詳細する。図3に示すように、保持具1は、上ホルダー11と下ホルダー12を有しており、これらに加速度センサAを挟み込んでボルト14で上ホルダー11と下ホルダー12を固定する構造になっている。また下ホルダー12には加速度センサAの出力信号を伝送するための配線部材13を有している。
The
上ホルダー11の上型111にはボルト14の頭が上型111から突出しないように座グリされた貫通穴である固定穴112がある。また、万が一測定中に加速度センサAが壊れても試験装置内に加速度センサAの破片が飛び散らないように、上ホルダー11には加速度センサAの形状に合わせた凹みを設け加速度センサAを保持具1で包囲している。さらに、回転中に加速度センサAが動かないように、この凹みの深さを加速度センサAの高さよりも若干浅くして上ホルダー11と下ホルダー12の両方で加速度センサAを挟み込むようにしている。
The
下ホルダー12の下型121にはボルト14を固定するためのネジ穴122がある。下型121の材質が樹脂などの強度の低い材料の場合、ネジ穴122はボルト14の着脱で痛みやすいため、ヘリサートなどで補強しておくことが望ましい。なお、上ホルダー11と下ホルダー12がずれると段差ができて正確な基準面にならないため、上ホルダー11と下ホルダー12は印籠継ぎにしておけばよい。
The
配線部材13は、加速度センサAの出力信号を保持具1の外部にある送信器に伝送するためのものであり、下型121に埋め込まれた加速度センサAの端子と接続する接続端子131と、送信器に接続するコネクタ133と、それぞれを接続するケーブル132から構成されている。ケーブル132はノイズ対策のためシールドケーブルを使用した。なお、コネクタ133は、送信器との接続を簡単にできるようにワンタッチ式が良い。
The
保持具1は、90°ずつ姿勢を変えるながら加速度センサAの直交する3つの検出軸の方向を遠心加速度の方向に合わせるため立方体状をなしている。加速度センサAは、その中心が保持具1の中心にほぼ一致するように配されている。つまり、加速度センサAの3つの検出軸に対して平行になるように保持具1の各面は形成されているので、回転体221の装着孔222に対しその面を合わせながら装着するだけで加速度センサAの検出軸の方向を合わせることが可能となる。
The
配線部材13のケーブル132は、試験する軸ごとに保持具1の姿勢を変えた場合、その形状が異なる。図4にこの一例を示す。すなわち、送信器に接続されるコネクタ133の位置は変わらないが保持具1の姿勢を変えるとケーブル132は各軸ごとに符号132xや132y、132zのようになる。ケーブル132の長さは一番長い132zの長さにするが、このため保持具1の姿勢によってはケーブル132の長さが余り、試験中はこのケーブル132にも遠心加速度が付与されるために、ケーブル132は試験中に動かないように固定されなければならない。本実施例では、図に示すようにケーブル溝227を、保持具1を収納する装着穴222の周りに刻み、ケーブル132を収納した。同様に、保持具1の下ホルダー12にも図5に示すような十字の溝を刻んだ。
The
次に、上記試験装置による試験例について説明する。
加速度センサAの静特性を試験する場合には、あらかじめ電子部品に付与する遠心加速度を数段設定しておき、設定した遠心加速度における電子部品の出力信号を順次測定した。例えば、遠心加速度が50Gおよび100G、150G、200G、250G、300Gの場合の静特性を調べる場合には、この遠心加速度に対応する回転体22の回転数を設定しておき、図6に示すように回転数を連続して変えながら回転体22を回転させた。このようにすれば加速度センサAには所望の遠心加速度が付与される。
Next, a test example using the test apparatus will be described.
When testing the static characteristics of the acceleration sensor A, several stages of centrifugal acceleration to be applied to the electronic component were set in advance, and output signals of the electronic component at the set centrifugal acceleration were sequentially measured. For example, when examining the static characteristics when the centrifugal acceleration is 50G, 100G, 150G, 200G, 250G, and 300G, the number of rotations of the
上記試験法で加速度センサAの静特性の試験を行った結果を図7に示す。図7の横軸は、エンコーダの出力信号に基づいて算出された遠心加速度の振れが規定値以下となった部分(図において水平な部分)の平均値である。また、縦軸は、加速度センサAの出力信号の平均値である。 FIG. 7 shows the result of testing the static characteristics of the acceleration sensor A by the above test method. The horizontal axis of FIG. 7 is the average value of the portions (horizontal portions in the figure) where the centrifugal acceleration fluctuation calculated based on the output signal of the encoder is less than or equal to the specified value. The vertical axis represents the average value of the output signals from the acceleration sensor A.
なお、上記本態様の試験装置では被試験体として例えば加速度センサなど信号を出力するものを対象としているが、本発明に係る試験装置の対象とする被試験体はこれに限定されることなく、例えば耐久試験を目的とした機械装置の部品などを対象とすることも可能である。また、被試験体において特性が測定される軸は少なくとも1以上あればよく、保持具の形状も立方体状に限定されない。加えて、保持具の平面は、被試験体において特性が測定される軸と所定の位置関係となるよう形成されていればよい。さらに加えて、被試験体の保持具と発信器はそれぞれ別体とせずに、保持具に通信機能を持たせておいてもよい。 In addition, although the test apparatus according to the present embodiment is intended for a test object that outputs a signal such as an acceleration sensor, the test object as a target of the test apparatus according to the present invention is not limited thereto, For example, it is also possible to target machine parts for the purpose of durability testing. In addition, the number of axes whose characteristics are measured in the DUT may be at least one, and the shape of the holder is not limited to a cubic shape. In addition, the plane of the holder may be formed so as to have a predetermined positional relationship with an axis whose characteristics are measured in the DUT. In addition, the holder of the device under test and the transmitter may be provided with a communication function without being separated from each other.
1 保持具
11 上ホルダー
111 上型
112 固定穴
12 下ホルダー
121 下型
122 ネジ穴
123 十字溝
13 配線部材
131 接続端子
132 ケーブル
133 コネクタ
14 ボルト
2 試験装置
21 送信部
211 支持部材
212 送信基板
213 ソケット
22 回転部
221 回転体
222 装着穴
223 回転軸
224 モータ
225 電池
226 ホルダー
227 ケーブル溝
23 受信部
231 アンテナ
232 受信基板
233 支持部材
24 データ処理部
25 コントローラ
31 開閉ドア
32 チャンバ
33 磁気シールドボックス
34 通気口
A 加速度センサ
DESCRIPTION OF
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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